[发明专利]一种消除20MnCr5钢轧态混晶组织的轧制工艺

说明书

本发明提供了一种消除20MnCr5钢轧态混晶组织的轧制工艺；包括：步骤1，20MnCr5钢的坯料选择；步骤2，钢坯加热；步骤3，钢坯粗轧；步骤4，钢坯中轧；步骤5，钢坯终轧；步骤6，钢材冷却，最终获得20MnCr5钢成品。本发明方法是在基于准确核定20MnCr5钢开始发生动态再结晶时的温度后，再确定适宜的开轧制温度，在高于1050℃的温度区间开始轧制，使钢材内部的畸变能累计，增加再结晶发生的倾向，最终达到细化晶粒和消除混晶的现象。本发明获得的20MnCr5钢轧态组织的均匀性、晶粒度、硬度及力学性能都得到了大幅度提升，且生产效率也不会因为工艺变化而降低。

技术领域

本发明属于钢铁技术领域；尤其涉及一种消除20MnCr5钢轧态混晶组织的轧制工艺。

背景技术

齿轮是汽车上极为重要的传动零部件，其质量直接影响到汽车的整车安全、动力和变速箱噪声，由于变速箱齿轮要往复承受弯曲应力、冲击、交变载荷等，因此要求其具有精度高、噪音小，以及良好的强度和韧性、耐磨性、抗疲劳、耐接触性等性能以便承受往复的冲击和应力，齿轮的质量主要取决于自身材料及热处理工艺。从德国引进的20MnCr5齿轮钢具有洁净度高、良好的表面硬度和耐磨性、抗疲劳性、淬透性以及淬火变形小等特点，钢种成分和淬透性带指标要求严格。此外，此钢中较便宜的合金元素Mn，有利于降低钢的成本，具有明显经济效益。此钢主要用于大众集团旗下车系，前景是十分广阔。在实际轧钢生产中20MnCr5钢容易出现混晶组织，在棒材内部形成缺陷，严重混晶缺陷会使棒材强度降低，塑性和韧性变差，热处理变形大，最终将影响齿轮的韧性、疲劳寿命,对齿轮质量和装配产生严重影响。

现有技术的生产方法主要包括以下两个步骤：一是钢坯加热，以600℃/h的速度升温至1180℃并高温扩散1h，然后以150℃/h的速度降温至1150℃进行均温1h，确保钢坯心部及表面温度一致，出炉；二是钢坯轧制，出炉后钢坯采用两辊轧机进行轧制，轧制过程不采用控温轧制，轧后采用高架架空冷床进行冷却。现有技术在生产过程中未采用控制轧制工艺，由于钢种特性及轧制温度的设定不当导致20MnCr5钢出现混晶组织，轧态晶粒度及硬度不合。为满足用户要求，现有技术制备20MnCr5钢必须在后期增加正火，正火工序来解决混晶组织与硬度不合的问题，工序繁琐耗时长，且增加多余能耗，严重影响产能和效益。

发明内容

本发明的目的是提供了一种消除20MnCr5钢轧态混晶组织的轧制工艺。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种消除20MnCr5钢轧态混晶组织的轧制工艺，包括以下步骤：

步骤1，20MnCr5钢的坯料选择：选择截面为250×280mm连铸方坯为20MnCr5钢轧制坯料；

步骤2，钢坯加热：将所述20MnCr5钢轧制坯料先升温，再降温，最后恒温，所述20MnCr5钢轧制坯料完全均匀透烧后，出炉；

步骤3，钢坯粗轧：将出炉后的20MnCr5钢轧制坯料，经高压水除鳞除去氧化铁皮后，经粗轧轧制工艺制成Φ135mm过程圆；

步骤4，钢坯中轧：将所述Φ135mm过程圆经脱头保温辊道后，两辊连轧轧制进行中轧轧制；

步骤5，钢坯终轧：中轧轧制后，通过控制轧机冷却水量提高终轧前温度，以确保终轧温度控制在900-980℃进行轧制得到钢材，且控制所述终轧轧制总变形量＞35％；

步骤6，钢材冷却：终轧后的钢材进行冷却，初始冷却温度≥850℃，将钢材在冷床中进行快速冷却，最终获得20MnCr5钢成品。

优选地，步骤2中，所述升温具体为：将所述20MnCr5钢轧制坯料以600℃/h的速度升温至1180-1220℃；所述升温的时间为1-2h。

优选地，步骤2中，所述降温具体为：将所述20MnCr5钢轧制坯料以120℃/h的速度降温至1180-1200℃。